采礦、冶金、制造、工程建設(shè)等國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)重點(diǎn)領(lǐng)域中的大功率高耗能重型設(shè)備,如礦山機(jī)械、連軋機(jī)、注塑機(jī)、大型盾構(gòu)機(jī)等,無(wú)不是集機(jī)、電、液和控制于一體的多能量域耦合機(jī)電液系統(tǒng)。作為系統(tǒng)中的核心動(dòng)力與執(zhí)行元件,軸向柱塞泵/馬達(dá)極端工況下表現(xiàn)出的效率下降、性能退化、非線性動(dòng)力學(xué)特征明顯等問(wèn)題,嚴(yán)重制約了設(shè)備向高壓、高速、高精度等方向發(fā)展。本文在建立柱塞泵/馬達(dá)全耦合動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上,從耦合界面動(dòng)力學(xué)行為上對(duì)壓力脈動(dòng)加劇、效率下降等性能退化現(xiàn)象的機(jī)理進(jìn)行了分析。研究滿(mǎn)足學(xué)科基礎(chǔ)理論和工程實(shí)際的迫切需求,主要工作如下:針對(duì)柱塞設(shè)備傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型普遍存在恒壓力、定轉(zhuǎn)速等假設(shè)條件,缺乏對(duì)全耦合特性的綜合分析能力,提出了一種數(shù)組鍵合圖建模方法,建立了柱塞設(shè)備鍵合圖模型,進(jìn)行了柱塞-滑靴子系統(tǒng)摩擦學(xué)與動(dòng)力學(xué)解耦分析,定義了能量損耗因子,最終導(dǎo)出柱塞設(shè)備全耦合動(dòng)力學(xué)模型。研究結(jié)果表明,穩(wěn)態(tài)下柱塞慣性力產(chǎn)生的庫(kù)倫摩擦力總體上不損耗能量,所定義的能量損耗因子表征了柱塞-滑靴子系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損耗程度。為降低模型剛性比,提高解算效率,提出了無(wú)量綱化的模型處理方法,建立了柱塞泵參數(shù)化仿真模型,揭示了全耦合動(dòng)力學(xué)...

【文章頁(yè)數(shù)】：137 頁(yè)

【文章目錄】：
主要符號(hào)表
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 軸向柱塞泵/馬達(dá)動(dòng)力學(xué)建模研究現(xiàn)狀
        1.2.2 流量與壓力脈動(dòng)分析及減振降噪研究現(xiàn)狀
        1.2.3 能量損耗與效率特性分析及節(jié)能優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.2.4 高維動(dòng)力學(xué)模型降維簡(jiǎn)化方法研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
2 軸向柱塞設(shè)備全耦合動(dòng)力學(xué)建模方法研究
    2.1 引言
    2.2 全耦合特性分析
    2.3 數(shù)組鍵合圖建模方法
    2.4 柱塞設(shè)備全耦合動(dòng)力學(xué)模型
        2.4.1 柱塞-滑靴子系統(tǒng)摩擦學(xué)與動(dòng)力學(xué)解耦分析
        2.4.2 主軸-缸體子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
        2.4.3 油腔-配流子系統(tǒng)建模
        2.4.4 全耦合動(dòng)力學(xué)模型
    2.5 本章小結(jié)
3 軸向柱塞泵全耦合動(dòng)力學(xué)參數(shù)化仿真建模與分析
    3.1 引言
    3.2 全耦合動(dòng)力學(xué)模型無(wú)量綱化
    3.3 全耦合動(dòng)力學(xué)仿真模型
        3.3.1 時(shí)變參數(shù)仿真模型
        3.3.2 全耦合動(dòng)力學(xué)仿真模型
        3.3.3 狀態(tài)變量輸出模型
    3.4 全耦合動(dòng)力學(xué)分析
        3.4.1 機(jī)液耦合動(dòng)力學(xué)分析
        3.4.2 內(nèi)部子系統(tǒng)耦合分析
        3.4.3 能量損耗分析
        3.4.4 斜盤(pán)傾覆力矩
    3.5 本章小結(jié)
4 基于全耦合模型的柱塞馬達(dá)流量與壓力脈動(dòng)機(jī)理研究
    4.1 引言
    4.2 流量與壓力脈動(dòng)機(jī)理分析
        4.2.1 流量與壓力脈動(dòng)
        4.2.2 機(jī)理分析
    4.3 變轉(zhuǎn)速泵控馬達(dá)系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)
        4.3.1 平臺(tái)原理
        4.3.2 平臺(tái)設(shè)計(jì)
        4.3.3 運(yùn)行參數(shù)分析
    4.4 基于EEMD和小波包分解的壓力脈動(dòng)信號(hào)提取方法
    4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
5 基于功率構(gòu)成分析的全耦合動(dòng)力學(xué)模型降維簡(jiǎn)化方法
    5.1 引言
    5.2 功率構(gòu)成分析
    5.3 柱塞腔壓力預(yù)測(cè)
    5.4 模型簡(jiǎn)化
    5.5 模型對(duì)比分析
    5.6 能量損耗估計(jì)與參數(shù)識(shí)別
    5.7 本章小結(jié)
6 基于正反問(wèn)題相結(jié)合的柱塞設(shè)備效率特性建模及典型故障機(jī)理分析
    6.1 引言
    6.2 流量、轉(zhuǎn)矩?fù)p失機(jī)理模型
        6.2.1 流量損失
        6.2.2 轉(zhuǎn)矩?fù)p失
    6.3 系統(tǒng)參數(shù)非線性變化規(guī)律
        6.3.1 泄漏液阻
        6.3.2 油液有效體積彈性模量
        6.3.3 庫(kù)倫摩擦因數(shù)
        6.3.4 粘性摩擦系數(shù)
    6.4 復(fù)合參數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式擬合
        6.4.1 復(fù)合參數(shù)取值范圍
        6.4.2 復(fù)合參數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式
        6.4.3 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)與誤差分析
    6.5 柱塞泵效率特性半經(jīng)驗(yàn)參數(shù)化模型
    6.6 柱塞設(shè)備典型故障機(jī)理分析
        6.6.1 典型故障致因推測(cè)
        6.6.2 配流盤(pán)磨損故障特征分析
        6.6.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.7 本章小節(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
附錄 主要公式推導(dǎo)過(guò)程
致謝



本文編號(hào)：3734780